Prof. Eduardo Leivas Bastos

Apresentação em tema: "Prof. Eduardo Leivas Bastos"— Transcrição da apresentação:

1 Prof. Eduardo Leivas Bastos
Teleprocessamento Análise de Sinais Prof. Eduardo Leivas Bastos Aula 03

2 dB e potência do sinal A potência de um sinal é um parâmetro importante em qualquer sistema de transmissão À medida que um sinal se propaga no meio, há perda ou atenuação da potência do sinal Para compensar essa perda existem amplificadores que podem ser inseridos em vários pontos É costume expressar ganho, perda e níveis relativos através da unidade decibel P1 P2 Meio Teleprocessamento

3 dB e potência do sinal NdB = 10log10(P2/P1) NdB = número de decibels
Unidade relativa de medida utilizada usualmente em sistemas elétricos e eletrônicos para descrever ganho ou perda (atenuação) de potência NdB = 10log10(P2/P1) NdB = número de decibels P1 = nível de potência de entrada P2 = nível de potência de saída log10 = log base 10 Ex: sinal com potência de 10mW é inserido em um meio de transmissão e a potência de saída após uma certa distância é de 5mW. A perda pode ser expressa em: NdB = 10log10(5/10) = 10(-0.3) = -3dB Teleprocessamento

4 dB e potência do sinal 1) Calcule a perda de um sinal cuja potência de entrada é de 1000mW e a potência de saída é de 500mW. Compare o resultado com o exemplo anterior. O que pode ser deduzido? 2) Calcule o ganho de um sinal cuja potência de entrada é de 100W e de saída é de 10000W. 3) Um determinado sinal possui uma relação S/N (Sinal/Ruído) de 30dB. Calcule a potência do sinal (S) e também a potência do ruído (N) 4) Calcule a perda inserida em um meio de transmissão que atenua um sinal de 20mW para 5mW 5) Qual o ganho de um circuito se P2 = 4xP1? E P2 = 8P1? Teleprocessamento

5 Conceitos Básicos Informação Sinais eletromagnéticos Analógicos
representado por Informação Sinais eletromagnéticos (voz, dados, imagem, vídeo) Analógicos Discretos (Digitais) Teleprocessamento

6 Terminologia Transmissão
Simplex Unidirecional televisão Half-duplex Bidirecional alternadas no tempo rádio policial Full-duplex Ambas as direções ao mesmo tempo telefone Teleprocessamento

7 Sinais Eletromagnéticos
Domínio Tempo (DT) Representação do sinal como uma função do tempo Domínio Freqüência (DF) Representação do sinal como uma função da freqüência “A representação do sinal no domínio freqüência é mais importante para o entendimento da transmissão de dados do sua representação no domínio tempo” Teleprocessamento

8 Sinais Eletromagnéticos (DT)
Analógico Intensidade do sinal varia continuamente no tempo Não há descontinuidade ou interrupções no sinal Discretos A intensidade mantém um nível constante por algum período do tempo e depois se modifica para outro nível constante Um sinal discreto com apenas dois níveis distintos é chamado de sinal digital Teleprocessamento

9 Sinal Analógico suscetíveis a erros ocasionados por ruídos e interferências no meio de transmissão amplificadores podem ser utilizados para regeneração do sinal -> maior custo amplificadores também aumentam o ruído Teleprocessamento

10 Sinal Discreto menos suscetíveis a erros ocasionados por ruídos e interferências no meio de transmissão repetidores regeneram o sinal digital -> menos níveis -> menos erros ruídos não são repassados e a distorção é baixa Teleprocessamento

11 Por que Digital? Menor distorção e melhor detecção de erros na transmissão. Os amplificadores analógicos amplificam o ruído também. Avanços da eletrônica digital reduzem os custos. Circuitos analógicos são muito caros e difíceis de produzir e integrar em grande escala. Integração de vários tipos de dados (voz, vídeo, dados). Segurança (criptografia) e compressão facilitadas. Futuro será ótico -> meio de transmissão essencialmente digital Teleprocessamento

12 Sinais Eletromagnéticos (DT)
Periódicos Padrão se repete no tempo Ex: onde senóide Aperiódicos Padrão que não se repete no tempo Ex: conversação telefônica Teleprocessamento

13 Sinais Analógicos e Discretos
Teleprocessamento

14 Sinais Periódicos contínuo discreto Teleprocessamento

15 Seno - Sinal Periódico Fundamental
Amplitude de pico (A) máximo valor ou força do sinal no tempo tipicamente medido em Volts (v) Frequência (f) taxa (em ciclos por segundo) na qual o sinal se repete medido em Hertz(Hz) = 1ciclo/s T (período) = 1/f (tempo de uma repetição do sinal) Fase () medida da posição relativa (em relação a alguma origem arbitrária) de um sinal no tempo Teleprocessamento

16 Seno - Sinal Periódico Fundamental
S(t) = A sin (2ft +) Amplitude Freqüência Fase Teleprocessamento

17 Alguns exemplos de Senóide
Teleprocessamento

18 Conceito - Domínio Frequência
Os componentes do sinal são apenas ondas senoidais de freqüências f e 3f A segunda freqüência é múltipla da primeira Quando todos os componentes das freqüências são múltiplos de uma única freqüência, essa última é chamada de freqüência fundamental. O período do sinal total é igual ao período da freqüência fundamental Teleprocessamento

19 Teorema de Fourier Qualquer função periódica x(t), com um período T, pode ser representada através do somatório de senos e cossenos. Teorema de Fourier: f = 1/T = freqüência fundamental ak e bk: amplitude senos e cossenos da k-ésima harmônica Um sinal qualquer pode ser reconstituído conhecendo-se a sua série de Fourier, ou seja, conhecendo-se o período (T) e suas amplitudes. Teleprocessamento

20 Representação DF Representação de um sinal contínuo
Representação de um sinal discreto Teleprocessamento

21 Conceitos DF Espectro do sinal Largura de banda do canal
Representação das freqüências (componentes harmônicos) nas quais um determinado sinal contém energia Largura de banda do canal Representação das freqüências que não sofrem atenuação significativa do canal diferente para cada meio de transmissão influi na taxa de transmissão (bps) 1 2 3 4 f A Espectro sinal Largura de banda canal Transmissão Teleprocessamento

22 Adição de Harmônicas Teleprocessamento

23 Adição de Harmônicas Teleprocessamento

24 Espectro da Voz Teleprocessamento

25 Espectro Acústico Teleprocessamento

26 Largura de Banda do Canal Telefônico
Voice-grade channel Canal artificialmente filtrado para transportar as freqüências mais significativas da voz humana Considerar a largura de banda do canal de voz = 3100Hz Bandas de segurança: tornam a largura de banda do canal = 4000Hz (4KHz) Teleprocessamento

27 Discussão 1) Diferencie sinal digital de sinal analógico
2) Diferencie sinal periódico de sinal aperiódico 3) Qual a largura de banda de um canal telefônico? 4) O que acontece se você toca um CD de alta qualidade em uma linha telefônica? 5) O que é espectro de um sinal? 6) Defina largura de banda de um canal 7) Explique os componentes de uma onda senoidal 8) Explique sucintamente o que representa o Teorema de Fourier 9) Qual o período de uma onda senoidal de 100KHz? Teleprocessamento

28 Prof. Eduardo Leivas Bastos
Teleprocessamento Análise de Sinais Prof. Eduardo Leivas Bastos Aula 03